JP6854898B2 - Manufacturing method of color filter, display device and color filter - Google Patents
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Description
本発明は、カラーフィルタ、それを含む表示装置、及び本発明のカラーフィルタの製造方法に関する。 The present invention relates to a color filter, a display device including the color filter, and a method for manufacturing the color filter of the present invention.
カラーフィルタ(Color filter)は、色を表示する光学フィルタであり、光源がカラーモジュールを通ると、対応する色を正確に表示することができ、さらに、豊かな色を示すことができる。 A color filter is an optical filter that displays colors, and when a light source passes through a color module, the corresponding colors can be displayed accurately, and rich colors can be displayed.
カラーフィルタの応用は、バンドパス及びディスプレイ(例えば、LCD、液晶ディスプレイ)の最大出力を選択することによって、モノクロディスプレイ(例えば、VF(Vacuum Fluorescent、真空蛍光ディスプレイ)、EL(Electroluminescent、エレクトロルミネセンスディスプレイ)、LED(発光ダイオードディスプレイ)等)をコントラスト強化させることがある。ブロードバンドフィルタは、光学スキャナー、および赤色/黄色/琥珀色の発光ダイオードディスプレイのコントラスト及び性能を向上させるために使用される。中密度3スロット型フィルタ及び偏光鏡は、内部反射を低減させ、ディスプレイ出力とバックグラウンドとの間に大きな変量を生じさせることによって、液晶ディスプレイ(LCD)のコントラストを向上させるものである。 Color filter applications include monochrome displays (eg, VF (Vacuum Fluorescent Display), EL (Electroluminescence Display), by selecting the band path and maximum output of the display (eg, LCD, liquid crystal display). ), LED (light emitting diode display), etc.) may be enhanced in contrast. Broadband filters are used to improve the contrast and performance of optical scanners and red / yellow / amber light emitting diode displays. Medium density 3-slot filters and polarizing mirrors improve the contrast of a liquid crystal display (LCD) by reducing internal reflections and creating a large variable between the display output and the background.
図1は、カラーフィルタが液晶平面ディスプレイ(Liquid Crystal Display)のカラー化のための重要な部品であることを示している。液晶平面ディスプレイは、インアクティブ発光モジュールであり、通常、カラーフィルタ1,液晶パネル2、TFTマトリックス3およびバックライトモジュール4が含まれており、その色が表示されるには、内部のバックライトモジュール(例えば、透過型LCD)又は外部の環境入射光(例えば、反射型又は半透過型LCD)によって光源を提供しなければならなく、さらに、ドライバIC(Drive IC、ドライバチップ)および液晶パネル2と合わせて制御して階調表示(Gray Scale)を形成してから、カラーフィルタのR、G、B(ここで、Rが赤色、Gが緑色、Bが青色を表している)の各色層を介して色相(Chromacity)が与えられ、最終的にカラー表示画面が形成されるようになる。
FIG. 1 shows that a color filter is an important component for colorizing a liquid crystal display (Liquid Crystal Display). The liquid crystal display is an inactive light emitting module, which usually includes a color filter 1, a liquid crystal panel 2, a
近年、パネルの高輝度化のために、カラーフィルタの構造を変更させることは普通であるが、概略図として図2に示されるようなRGBWという技術も開発される。 In recent years, it is common to change the structure of a color filter in order to increase the brightness of a panel, but a technique called RGBW as shown in FIG. 2 as a schematic diagram has also been developed.
RGBWという技術は、主に以下通りである。元の表示画面においては、1つの画素が3つの副画素に対応し、即ち、1つの独立画素がRGBの3つの副画素に対応している。RGBWというのは、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの画素以外に、さらに1つの透明画素を追加することにより、2つの独立画素が5つの副画素を共有するようになる。こうして、同じ解像度においても副画素の数が大幅に減少し、それによってコストが削減され、透明な副画素が増加され、さらに画面の輝度も改善される。ただし、色の最適化において元の配置ほど良くないことは、そのデメリットの一つとなる。 The technology called RGBW is mainly as follows. In the original display screen, one pixel corresponds to three sub-pixels, that is, one independent pixel corresponds to three RGB sub-pixels. RGBW means that two independent pixels share five sub-pixels by adding one more transparent pixel in addition to the three pixels of R (red), G (green), and B (blue). become. Thus, even at the same resolution, the number of sub-pixels is significantly reduced, thereby reducing costs, increasing transparent sub-pixels, and improving screen brightness. However, one of the disadvantages is that the color optimization is not as good as the original arrangement.
従来の画素は、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)からなるが、フルハイビジョンパネル(Full High Definition、単にFHDパネルとも呼ばれる)の画素は1,920×1,080であり、各画素が三種類のサブ画素からなる。そのため、FHDパネルは合計で約620万の色がある。一方、超高精細パネル(Ultra High Definition、単にUHDパネルとも呼ばれる)の解像度は3,840×2,160であり、これは、合計で約2,490万の色があることを意味している。従って、UHDの解像度はFHDパネルの4倍になり、UHDパネルは4Kパネルとも呼ばれる。 Conventional pixels consist of red (R), green (G), and blue (B), but the pixels of a Full High Definition panel (also referred to simply as an FHD panel) are 1,920 x 1,080. Each pixel consists of three types of sub-pixels. Therefore, the FHD panel has a total of about 6.2 million colors. On the other hand, the resolution of the ultra-high definition panel (Ultra High Definition, also simply called the UHD panel) is 3,840 x 2,160, which means that there are about 24.9 million colors in total. .. Therefore, the resolution of UHD is four times that of FHD panel, and UHD panel is also called 4K panel.
原理が同じであるが、普通の会社に開発されたRGBWパネルは、従来のUHDテレビパネルと若干異なっており、画素にはRGBに加えて白色(W)のサブ画素も追加されているものである。 Although the principle is the same, the RGBW panel developed by an ordinary company is slightly different from the conventional UHD TV panel, and the pixels have white (W) sub-pixels added in addition to RGB. is there.
簡単に言えば、UHDパネルの水平走査線1本当たりの画素数は3,840であり、RGB配置におけるサブ画素数は11,520であり、RGBW配置パネルは、1つの画素が4つのRGBWサブ画素からなるため、水平走査線1本当たりの実際画素数は僅かの2,880のみ残ってしまう。一方、RGBWパネルの垂直画素数は、まだ2,160であるため、RGB配置のUHDパネルと同様である。 Simply put, the number of pixels per horizontal scanning line of the UHD panel is 3,840, the number of sub-pixels in the RGB layout is 11,520, and the RGBW layout panel has four RGBW subs per pixel. Since it is composed of pixels, the actual number of pixels per horizontal scanning line remains only 2,880. On the other hand, since the number of vertical pixels of the RGBW panel is still 2,160, it is the same as that of the UHD panel arranged in RGB.
図1に示すように、従来の画素はR(赤色)、G(緑色)及びB(青色)からなる。FHDパネルの画素は1920×1080であり、さらに、各画素が三種類のサブ画素(R,G,B)からなるため、合計で約620万の色がある。一方、4Kパネルの解像度は3840×2160であり、これは、合計で約2,490万の色がある(3840×2160種類の画素であり、各画素は三種類のサブ画素からなる)ことを意味している。したがって、UHD(4K)の解像度はFHD(2K×1K)の4倍になる。 As shown in FIG. 1, a conventional pixel is composed of R (red), G (green) and B (blue). The pixels of the FHD panel are 1920 × 1080, and since each pixel is composed of three types of sub-pixels (R, G, B), there are a total of about 6.2 million colors. On the other hand, the resolution of the 4K panel is 3840 x 2160, which means that there are about 24.9 million colors in total (3840 x 2160 types of pixels, each pixel consisting of three types of sub-pixels). Means. Therefore, the resolution of UHD (4K) is four times that of FHD (2K x 1K).
また、多くの会社は、画質を向上させるために、そのRGBWパネルにさらにGMA(色域マッピングアルゴリズム)とSPR(サブピクセルレンダリング)の技術も採用している。しかしながら、このような透明画素(White Pixel)を一つ追加した手段は、透明フォトレジストを形成する工程をさらに増やす必要がある。図3の製造フローチャートに示すように、まずガラス基板を洗浄してから、ブラックマトリックス(Black Matrix、以下、単にBMとも呼ばれる)フォトレジストを塗布し、露光現像工程によりBMを形成する必要がある。そして、赤色(R)フォトレジストを塗布し、フォトマスクを介してUV露光を行い、さらに現像工程を行って、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)をそれぞれ形成してから、透明色(W)を形成した後、別の画素層にOC平坦層(Over coat、以下、単にOCと呼ばれる)を形成し、その裏面にITO(インジウム錫酸化物)めっき膜を形成し、ベークしてフォトレジストスペーサー(Photo spacer、以下、単にPSと呼ばれる)柱状層(一般的に主柱状層と副柱状層を含む)を形成する。透明色画素の製造工程(リソグラフィ/現像/硬化などの装置を含む)を追加したため、カラーフィルタ全体の製造コストは約12%も高くなり、これにより当該技術の広範な普及にも影響を与えてしまう。 Many companies also employ GMA (color gamut mapping algorithm) and SPR (subpixel rendering) technologies in their RGBW panels to improve image quality. However, the means for adding one such transparent pixel (White Pixel) needs to further increase the number of steps for forming a transparent photoresist. As shown in the manufacturing flowchart of FIG. 3, it is necessary to first wash the glass substrate, apply a black matrix (hereinafter, also simply referred to as BM) photoresist, and form a BM by an exposure development step. Then, a red (R) photoresist is applied, UV exposure is performed through a photomask, and a development step is further performed to form red (R), green (G), and blue (B), respectively. After forming the transparent color (W), an OC flat layer (Over coat, hereinafter simply referred to as OC) is formed on another pixel layer, an ITO (indium tin oxide) plating film is formed on the back surface thereof, and baking is performed. A photoresist spacer (Photo spacer, hereinafter simply referred to as PS) columnar layer (generally including a main columnar layer and a sub-columnar layer) is formed. Due to the addition of the transparent color pixel manufacturing process (including equipment such as lithography / development / curing), the manufacturing cost of the entire color filter is increased by about 12%, which also affects the widespread use of the technology. It ends up.
特許EP1844462 B1には、従来のRGBWの設計が開示されている。該特許に開示されているRGBW設計案は、図4(該特許明細書中の図1)に示されるように、W画素がR、G、Bの各画素から離れすぎているため、混色の効果が良くなく、色計算が容易ではなく、正確ではない。 Patent EP1844462 B1 discloses a conventional RGBW design. The RGBW design proposal disclosed in the patent is a mixture of colors because the W pixel is too far from each of the R, G, and B pixels, as shown in FIG. 4 (FIG. 1 in the patent specification). The effect is not good, the color calculation is not easy, and it is not accurate.
特許US7515225を例として、平坦層とW画素との組合せを同一の工程(プロセス)で完成させるために、BM Layer(ブラックマトリクス)を作成すると同時に柱状層も作成する。W画素の場所において平坦層(OC Layer)の崩れを避ける。しかしながら、当該構造は、(光がBMにより遮断されるため)RGBWの元設計よりも光透過率が低下するという問題がある。その構造は図5に示されるように、430はカラーフィルタパターンを、430a、430b及び430cはそれぞれ赤、緑及び青のカラーフィルタパターンを、420はブラックマトリクスを、422は仮想パターンを、425a、425b及び425cはそれぞれ第1、第2及び第3開口を、425dは第4開口を、410は基板を、440は平坦層を表す。 Taking the patent US7515225 as an example, in order to complete the combination of the flat layer and the W pixel in the same process, a BM Layer (black matrix) is created and a columnar layer is also created at the same time. Avoid collapse of the flat layer (OC Layer) at the location of the W pixel. However, the structure has a problem that the light transmittance is lower than that of the original design of RGBW (because the light is blocked by the BM). As shown in FIG. 5, 430 is a color filter pattern, 430a, 430b and 430c are red, green and blue color filter patterns, 420 is a black matrix, and 422 is a virtual pattern, 425a. 425b and 425c represent the first, second and third openings, respectively, 425d represents the fourth opening, 410 represents the substrate, and 440 represents the flat layer.
上記情報は、単に本発明背景技術の理解を深めるために使用されている。そのため、当業者に公知される先行技術を構成しない情報を含む可能性もある。 The above information is used solely for the purpose of deepening the understanding of the background art of the present invention. Therefore, it may contain information that does not constitute prior art known to those skilled in the art.
RGBW構造上の上記既存問題に鑑み、当分野では、簡単でコストの大幅上昇を招かない方法により製造することができ、良好な演色効果を有し、光透過率を低減する等の問題もないカラーフィルタが与えられる、有効なRGBW構造を提供することが急務である。 In view of the above-mentioned existing problems in the RGBW structure, in this field, it can be manufactured by a simple method that does not cause a significant increase in cost, has a good color rendering effect, and has no problem of reducing light transmittance. There is an urgent need to provide a valid RGBW structure given a color filter.
本発明にかかるカラーフィルタによれば、解像度を低下せずに光の透過率を効果的に高めることができ、しかも、混色効果は良好である。 According to the color filter according to the present invention, the light transmittance can be effectively increased without lowering the resolution, and the color mixing effect is good.
本発明にかかるカラーフィルタによれば、柱状層が歪ませることがなく、且つ、最終的に形成された液晶ディスプレイに液晶ギャップムラ(cell gap mura)という問題を生じさせなく、液晶パネルメーカーが要求されているCell gap同士の差が0.1μm未満の要求を達成でき、色むらの問題を効果的に克服することができる。 According to the color filter according to the present invention, the columnar layer is not distorted, and the finally formed liquid crystal display does not cause the problem of liquid crystal gap unevenness (cell gap mura), which is required by the liquid crystal panel maker. The requirement that the difference between the Cell gaps is less than 0.1 μm can be achieved, and the problem of color unevenness can be effectively overcome.
本発明はまた、カラーフィルタの製造方法を提供する。該製造方法によって、本発明のカラーフィルタを効率的に得ることができる。該方法は操作が簡単であり、方法にかかる工程数及び材料の用量が従来の製造方法と同じであり、製造コストを大幅に増加させることはない。 The present invention also provides a method for manufacturing a color filter. The color filter of the present invention can be efficiently obtained by the manufacturing method. The method is simple to operate, the number of steps involved in the method and the dose of material are the same as those of the conventional manufacturing method, and the manufacturing cost is not significantly increased.
さらに、透明画素がRGB画素以外の区域に配置されるものでないため、光透過率を向上させるだけでく、混色効果も高めることができる。 Further, since the transparent pixels are not arranged in an area other than the RGB pixels, not only the light transmittance can be improved, but also the color mixing effect can be enhanced.
本発明の目的は、以下の技術構成により達成できる。 The object of the present invention can be achieved by the following technical configuration.
1.基板と、
基板に形成されたブラックマトリクスと、
基板に形成された、赤色画素層、緑色画素層、青色画素層及び透明画素層を含むカラーレイヤと、
カラーレイヤ及びブラックマトリクスの上に形成された平坦層と、
平坦層に形成され、且つブラックマトリクスの上にある柱状層と、を含むカラーフィルタであって、
透明画素層がそれぞれ、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層の内部にあるように、各赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層に被覆されている、カラーフィルタ。
1. 1. With the board
The black matrix formed on the substrate and
A color layer including a red pixel layer, a green pixel layer, a blue pixel layer, and a transparent pixel layer formed on a substrate.
A flat layer formed on the color layer and the black matrix,
A color filter containing a columnar layer formed on a flat layer and on a black matrix.
A color filter in which each red pixel layer, green pixel layer, and blue pixel layer is coated so that the transparent pixel layer is inside the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer, respectively.
2.柱状層が副柱状層と主柱状層とからなり、各主柱状層の膜厚高さ同士の段差が±0.1μmの範囲、即ち、0.2μmの範囲に制御されている、項1に記載のカラーフィルタ。 2. Item 1 wherein the columnar layer is composed of a sub-columnar layer and a main columnar layer, and the step between the film thickness heights of each main columnar layer is controlled within a range of ± 0.1 μm, that is, a range of 0.2 μm. Described color filter.
3.基板に形成された透明画素層の高さ(本発明において「W高さ」も表記される)≦基板に形成されたブラックマトリクスの高さ(本発明において「BM高さ」も表記される)+0.2μm、即ち、A値=W高さ−BM高さ≦0.2μm(ここで、Aの値が負数であってもよい)を満たす、項1又は2に記載のカラーフィルタ。
3. 3. Height of transparent pixel layer formed on the substrate (“W height” is also indicated in the present invention) ≤ Height of black matrix formed on the substrate (“BM height” is also indicated in the present invention)
4.基板と、
基板に形成されたブラックマトリクスと、
基板に形成された、赤色画素層、緑色画素層、青色画素層及び透明画素層を含むカラーレイヤと、
ブラックマトリクスに形成された柱状層と、を含むカラーフィルタであって、
透明画素層がそれぞれ、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層の内部にあるように、各赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層に被覆されており、
柱状層が副柱状層と主柱状層とからなり、各主柱状層の膜厚高さ同士の段差が±0.1μmの範囲、即ち、0.2μmの範囲に制御されている、カラーフィルタ。
4. With the board
The black matrix formed on the substrate and
A color layer including a red pixel layer, a green pixel layer, a blue pixel layer, and a transparent pixel layer formed on a substrate.
A color filter containing a columnar layer formed in a black matrix.
Each red pixel layer, green pixel layer, and blue pixel layer is covered so that the transparent pixel layer is inside the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer, respectively.
A color filter in which a columnar layer is composed of a sub-columnar layer and a main columnar layer, and the step between the film thickness heights of each main columnar layer is controlled within a range of ± 0.1 μm, that is, a range of 0.2 μm.
5.基板と、
基板に形成されたブラックマトリクスと、
基板に形成された、赤色画素層、緑色画素層、青色画素層及び透明画素層を含むカラーレイヤと、
ブラックマトリクスに形成された柱状層と、を含むカラーフィルタであって、
透明画素層がそれぞれ、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層の内部にあるように、各赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層に被覆されており、
基板に形成された透明画素層の高さ(W高さ)≦基板に形成されたブラックマトリクスの高さ(BM高さ)+0.2μm、即ち、A値=W高さ−BM高さ≦0.2μmを満たす、カラーフィルタ。
5. With the board
The black matrix formed on the substrate and
A color layer including a red pixel layer, a green pixel layer, a blue pixel layer, and a transparent pixel layer formed on a substrate.
A color filter containing a columnar layer formed in a black matrix.
Each red pixel layer, green pixel layer, and blue pixel layer is covered so that the transparent pixel layer is inside the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer, respectively.
Height of transparent pixel layer formed on the substrate (W height) ≤ height of black matrix formed on the substrate (BM height) + 0.2 μm, that is, A value = W height-BM height ≤ 0 .A color filter that fills 2 μm.
6.基板に形成され、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層のそれぞれの内部に被覆されている透明画素層が区切りされている、項1〜5のいずれか一項に記載のカラーフィルタ。 6. Item 2. The color filter according to any one of Items 1 to 5, wherein the transparent pixel layer formed on the substrate and coated inside each of the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer is separated.
7.区切りされている透明画素層同士の距離が5μm以上である、項6に記載のカラーフィルタ。 7. Item 6. The color filter according to Item 6, wherein the separated transparent pixel layers have a distance of 5 μm or more.
8.前記基板がガラス基板である、項1〜7のいずれか一項に記載のカラーフィルタ。 8. Item 2. The color filter according to any one of Items 1 to 7, wherein the substrate is a glass substrate.
9.さらに、基板の裏側に形成された導電層を含む、項1〜8のいずれか一項に記載のカラーフィルタ。 9. Item 2. The color filter according to any one of Items 1 to 8, further comprising a conductive layer formed on the back side of the substrate.
10.カラーフィルタを形成する各構造に使用されるフォトレジスト材料がネガ型フォトレジスト材料である、項1〜9のいずれか一項に記載のカラーフィルタ。 10. Item 2. The color filter according to any one of Items 1 to 9, wherein the photoresist material used for each structure forming the color filter is a negative photoresist material.
11.項1〜10のいずれか一項に記載のカラーフィルタを含む表示パネル。 11. A display panel including the color filter according to any one of Items 1 to 10.
12.項11に記載の表示パネルを含む表示装置。 12. Item 11. A display device including the display panel according to Item 11.
13.カラーフィルタの基板の裏面にITOフィルムコーティングを行う工程と、
基板の正面にブラックマトリクスを形成する工程と、
基板の正面に形成された各ブラックマトリクスの間の隙間に透明画素層を形成する工程と、
基板に、透明画素層を被覆して赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層を形成する工程と、
赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層、並びにブラックマトリクスの上に平坦層を形成する工程と、
平坦層に且つ対応のブラックマトリクスの上に柱状層を形成する工程とを含む、カラーフィルタの製造方法。
13. The process of applying ITO film coating to the back surface of the color filter substrate,
The process of forming a black matrix on the front of the substrate and
The process of forming a transparent pixel layer in the gap between each black matrix formed on the front surface of the substrate, and
A process of coating a transparent pixel layer on a substrate to form a red pixel layer, a green pixel layer, and a blue pixel layer.
A process of forming a flat layer on a red pixel layer, a green pixel layer, a blue pixel layer, and a black matrix, and
A method for manufacturing a color filter, which comprises a step of forming a columnar layer on a flat layer and on a corresponding black matrix.
14.カラーフィルタの基板の裏面にITOフィルムコーティングを行う工程と、
基板の正面にブラックマトリクスを形成する工程と、
基板の正面に形成された各ブラックマトリクスの間の隙間に透明画素層を形成する工程と、
基板に、透明画素層を被覆して赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層を形成する工程と、
対応のブラックマトリクスに柱状層を形成する工程とを含む、カラーフィルタの製造方法。
14. The process of applying ITO film coating to the back surface of the color filter substrate,
The process of forming a black matrix on the front of the substrate and
The process of forming a transparent pixel layer in the gap between each black matrix formed on the front surface of the substrate, and
A process of coating a transparent pixel layer on a substrate to form a red pixel layer, a green pixel layer, and a blue pixel layer.
A method for manufacturing a color filter, which comprises a step of forming a columnar layer on a corresponding black matrix.
15.基板に形成された透明画素層の高さ(W高さ)≦基板に形成されたブラックマトリクスの高さ(BM高さ)+0.2μmを満たす、項13又は14に記載の方法。 15. Item 13. The method according to Item 13 or 14, wherein the height (W height) of the transparent pixel layer formed on the substrate ≤ the height (BM height) of the black matrix formed on the substrate + 0.2 μm.
16.各ブラックマトリクスの間の隙間に透明画素層を形成した際に、形成された透明画素層が、区切りされている透明画素層である、項13〜15のいずれか一項に記載の方法。 16. Item 6. The method according to any one of Items 13 to 15, wherein when the transparent pixel layer is formed in the gap between the black matrices, the formed transparent pixel layer is a separated transparent pixel layer.
17.区切りされている透明画素層同士の距離が5μm以上である、項16に記載の方法。 17. Item 16. The method according to Item 16, wherein the distance between the separated transparent pixel layers is 5 μm or more.
18.カラーフィルタを形成するための各構造に使用されるフォトレジスト材料が、ネガ型フォトレジスト材料である、項13〜17のいずれか一項に記載の方法。 18. Item 6. The method according to any one of Items 13 to 17, wherein the photoresist material used for each structure for forming a color filter is a negative photoresist material.
19.製造されたカラーフィルタが、項1〜10のいずれか一項に記載のカラーフィルタである、項13又は14に記載の方法。
19.
以下の好ましい具体的な実施形態における詳細な説明に基づいて、本発明の様々な他の利点及びメリットは当業者にとって明らかに理解できるようになる。本明細書の図面は、好ましい実施形態を例示するためのものだけであり、本発明を限定する意図ではない。明らかに、以下に説明される図面は本発明のいくつかの実施例にすぎ、当業者にとっては、創造的な労力を必要しなくてもこれらの図面から他の図面を得ることもできる。なお、図面全体においては、同一要素に同一の符号を付している。 Based on the detailed description of the preferred specific embodiments below, various other advantages and benefits of the present invention will become apparent to those skilled in the art. The drawings herein are for illustration purposes only and are not intended to limit the invention. Obviously, the drawings described below are only a few embodiments of the present invention, and for those skilled in the art, other drawings can be obtained from these drawings without the need for creative effort. In the entire drawing, the same elements are designated by the same reference numerals.
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施例をさらに詳しく説明する。図面に本発明の具体的な実施例を示しているが、本発明は以下に示した実施例に限定されるものではなく任意に変形して実施できると理解すべきである。反対に、これらの実施例は、本発明がより十分に理解されるためのものであり、本発明の範囲が当業者に十分に伝えられるように提供される。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. Although the drawings show specific examples of the present invention, it should be understood that the present invention is not limited to the examples shown below and can be arbitrarily modified and carried out. On the contrary, these examples are provided so that the present invention can be better understood and the scope of the present invention can be fully communicated to those skilled in the art.
図6(A)に示されたような従来技術におけるRGBW構造は、前記したように、RGBW構造を得るためにW透明画素を製造する工程をさらに追加する必要があり、これにより製造コストの上昇にも繋がっている。また、W画素は、R、G、B画素から遠く離れており、その混色効果が良くなく、色計算が容易でなく、正確でない。光透過率は向上するが、解像度は低下する。 In the RGBW structure in the prior art as shown in FIG. 6 (A), as described above, it is necessary to further add a step of manufacturing W transparent pixels in order to obtain the RGBW structure, which increases the manufacturing cost. It is also connected to. Further, the W pixel is far away from the R, G, and B pixels, its color mixing effect is not good, the color calculation is not easy, and it is not accurate. Light transmittance is improved, but resolution is reduced.
図6(B)は本発明におけるRGBW構造の概略断面図を示している。本発明は、基板と、基板に形成されたブラックマトリクス(BMで表される)と、基板に形成された赤色画素層(Rで表される)、緑色画素層(Gで表される)、青色画素層(Bで表される)及び透明画素層(Wで表される)を含むカラーレイヤと、カラーレイヤ及びブラックマトリクスの上に形成された平坦層(OCで表される)と、平坦層に形成され、且つブラックマトリクスの上に位置した柱状層(PSで表される)とを含むカラーフィルタであって、透明画素層がそれぞれ、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層の内部にあるように、各赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層に被覆されている、カラーフィルタを提供する。 FIG. 6B shows a schematic cross-sectional view of the RGBW structure in the present invention. The present invention includes a substrate, a black matrix (represented by BM) formed on the substrate, a red pixel layer (represented by R), and a green pixel layer (represented by G) formed on the substrate. A color layer including a blue pixel layer (represented by B) and a transparent pixel layer (represented by W), a flat layer formed on the color layer and the black matrix (represented by OC), and flat. A color filter including a columnar layer (represented by PS) formed in a layer and located on a black matrix, wherein the transparent pixel layer is inside the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer, respectively. Provided is a color filter covered with each red pixel layer, green pixel layer and blue pixel layer as described in.
よって、図4、図5及び図6(A)に示された従来技術におけるRGBW構造と比べて、本発明は、透明画素(W画素)をそれぞれR、G、B画素の内部に形成させること、そしてカラーレイヤに平坦層を形成することにおいて相違している。W画素は、位置を占めないため、画素の解像度が向上でき、さらに、混色効果が良好であり、カラーフィルタ全体を製造する工程を簡略化することもできる。 Therefore, as compared with the RGBW structure in the prior art shown in FIGS. 4, 5 and 6 (A), the present invention forms transparent pixels (W pixels) inside the R, G, and B pixels, respectively. , And the difference in forming a flat layer on the color layer. Since the W pixel does not occupy a position, the resolution of the pixel can be improved, the color mixing effect is good, and the process of manufacturing the entire color filter can be simplified.
本発明のカラーフィルタは、基板の裏側に形成された導電層をさらに含む。ここで、導電層は、当分野で既知の任意の導電層、好ましくはITO導電層を使用してもよい。
本発明の基板は、ガラス基板又は他の任意種類の適宜な基板であってよい。
本発明の平坦層は、R/G/B画素の膜厚の高さの差(段差)を均一化することに加えて、カラー(着色)画素のイオン汚染(Ion impurities)を防止することにも使用できる。これは、イオンが液晶の駆動電気特性の変化を引き起こし、さらにグレイ階調(Gray)に影響を及ぼすためである。また、画素層の耐化学性、導電膜スパッタ耐性や、着色画素層の平滑性を向上させることができる。
The color filter of the present invention further includes a conductive layer formed on the back side of the substrate. Here, as the conductive layer, any conductive layer known in the art, preferably an ITO conductive layer may be used.
The substrate of the present invention may be a glass substrate or any other suitable substrate of any kind.
The flat layer of the present invention aims to prevent ion contamination of color (colored) pixels in addition to making the difference in height (step) of R / G / B pixels uniform. Can also be used. This is because the ions cause a change in the driving electrical characteristics of the liquid crystal and further affect the gray gradation (Gray). Further, it is possible to improve the chemical resistance of the pixel layer, the sputter resistance of the conductive film, and the smoothness of the colored pixel layer.
本発明において、ブラックマトリクスや、各着色画素層を形成するための材料としては、特に制限はなく、当分野での通常の材料を使用することができる。 In the present invention, the material for forming the black matrix and each colored pixel layer is not particularly limited, and ordinary materials in the art can be used.
本発明の特定の実施形態においては、柱状層が副柱状層(副PS、sub PS)と主柱状層(主PS、Main PS)とからなり、各主柱状層の膜厚高さ同士の段差が±0.1μmの範囲、即ち、0.2μm的範囲に制御される。このような構造を達成することにより、最終的に形成された液晶スクリーンにおける液晶ギャップを0.1μm未満にすることができ、色むらを生じることはない。図9には色むらの概略図を示し、パネル点灯後に階調ムラや輝度ムラが生じる場合があることが分かる。ここで、各主柱状層の膜厚高さ同士の段差の算出方法は、当業者が公知され、例えば、主PSの膜厚高さは、PSの底部からその高さの90%までの高さであってもよく、主PSの底部から頂部までの高さであってもよい。当業者が一致した算出方法で評価すればよい。 In a specific embodiment of the present invention, the columnar layer is composed of a sub-columnar layer (secondary PS, sub PS) and a main columnar layer (main PS, Main PS), and a step between the film thickness heights of each main columnar layer. Is controlled in the range of ± 0.1 μm, that is, in the 0.2 μm range. By achieving such a structure, the liquid crystal gap in the finally formed liquid crystal screen can be made less than 0.1 μm, and color unevenness does not occur. FIG. 9 shows a schematic view of color unevenness, and it can be seen that gradation unevenness and luminance unevenness may occur after the panel is lit. Here, a person skilled in the art is known as a method for calculating the step between the film thickness heights of each main columnar layer. For example, the film thickness height of the main PS is as high as 90% of the height from the bottom of the PS. It may be the height from the bottom to the top of the main PS. Evaluation may be performed by a calculation method agreed upon by those skilled in the art.
本発明者らは、透明画素層を大きくしすぎると、図8に示すように、RGB画素が摩耗したら変異や膨らみが生じやすく、平坦層上の柱状層(PS)が歪んでしまい、ディスプレイが図9に示されたような液晶ギャップムラが生じる問題点があり、さらにパネル点灯後に階調ムラや輝度ムラという現象が生じることを見出した。ここで、透明画素層を大きくしすぎるということは、図8に示すように、透明画素層自体の高さが高すぎ、R、G、Bカラー画素層自体に突出又は隆起が生じ、R、G、B画素層自体に0.3μm超えの段差を有することになる。 As shown in FIG. 8, if the transparent pixel layer is made too large, the present inventors are likely to cause variation or swelling when the RGB pixels are worn, and the columnar layer (PS) on the flat layer is distorted, resulting in a display. It has been found that there is a problem that liquid crystal gap unevenness occurs as shown in FIG. 9, and further, phenomena such as gradation unevenness and brightness unevenness occur after the panel is lit. Here, if the transparent pixel layer is made too large, as shown in FIG. 8, the height of the transparent pixel layer itself is too high, and the R, G, and B color pixel layers themselves are projected or raised, and R, The G and B pixel layers themselves have a step of more than 0.3 μm.
本発明者らは、RGBW構造を検討したところ、基板に形成された透明画素層の高さ(W高さ)≦基板に形成されたブラックマトリクスの高さ(BM高さ)+0.2μm、即ち、A値=W高さ−BM高さ≦0.2μmになるように制御すれば、液晶スクリーンの色むらを効果的に抑制することができることを見出した。図10(A)と図10(B)はそれぞれ、A値の算出方法を示し、さらに、A値と、RGB画素層と平坦層との段差との関係を示し、各領域における色むらのひどさも示している。 When the present inventors examined the RGBW structure, the height of the transparent pixel layer formed on the substrate (W height) ≤ the height of the black matrix formed on the substrate (BM height) + 0.2 μm, that is, , A value = W height-BM height ≤ 0.2 μm, it was found that the color unevenness of the liquid crystal screen can be effectively suppressed. 10 (A) and 10 (B) each show a method of calculating the A value, further show the relationship between the A value and the step between the RGB pixel layer and the flat layer, and show the severity of color unevenness in each region. Is also shown.
また、A値を適切に制御すれば、本発明のR/G/B着色画素の膜厚がより均一に制御される。この場合、平坦層を省略する場合もあるため、平坦層を形成する工程も不要となり、カラーフィルタの製造コストをさらに低減することができる。 Further, if the A value is appropriately controlled, the film thickness of the R / G / B colored pixels of the present invention can be controlled more uniformly. In this case, since the flat layer may be omitted, the step of forming the flat layer becomes unnecessary, and the manufacturing cost of the color filter can be further reduced.
即ち、本発明はまた、基板と、基板に形成されたブラックマトリクスと、基板に形成された、赤色画素層、緑色画素層、青色画素層及び透明画素層を含むカラーレイヤと、ブラックマトリクスに形成された柱状層とを含むカラーフィルタであって、透明画素層がそれぞれ、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層の内部にあるように、各赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層に被覆されており、柱状層が副柱状層と主柱状層とからなり、各主柱状層の膜厚高さ同士の段差が±0.1μmの範囲、即ち、0.2μmの範囲に制御されている、カラーフィルタに関する。 That is, the present invention is also formed in a substrate, a black matrix formed on the substrate, a color layer formed on the substrate including a red pixel layer, a green pixel layer, a blue pixel layer, and a transparent pixel layer, and a black matrix. A color filter including a columnar layer, which is formed in each red pixel layer, green pixel layer, and blue pixel layer so that the transparent pixel layer is inside the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer, respectively. It is coated, and the columnar layer is composed of a sub-columnar layer and a main columnar layer, and the step between the thickness heights of each main columnar layer is controlled within a range of ± 0.1 μm, that is, a range of 0.2 μm. Yes, regarding the color filter.
本発明はさらに、基板と、基板に形成されたブラックマトリクスと、基板に形成された、赤色画素層、緑色画素層、青色画素層及び透明画素層を含むカラーレイヤと、ブラックマトリクスに形成された柱状層とを含むカラーフィルタであって、透明画素層がそれぞれ、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層の内部にあるように、各赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層に被覆されており、基板に形成された透明画素層の高さ(W高さ)≦基板に形成されたブラックマトリクスの高さ(BM高さ)+0.2μm、即ち、A値=W高さ−BM高さ≦0.2μmを満たす、カラーフィルタに関する。 The present invention is further formed on a substrate, a black matrix formed on the substrate, a color layer formed on the substrate including a red pixel layer, a green pixel layer, a blue pixel layer, and a transparent pixel layer, and a black matrix. A color filter including a columnar layer, wherein each of the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer is coated so that the transparent pixel layer is inside the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer, respectively. The height of the transparent pixel layer formed on the substrate (W height) ≤ the height of the black matrix formed on the substrate (BM height) + 0.2 μm, that is, A value = W height-BM height. With respect to a color filter satisfying ≤0.2 μm.
図10(A)の断面構造から示すように、A値=W高さ−BM高さ≦0.2μmである場合、RGB画素層と平坦層との段差を0.1μm程度に効果的に制御することができ、さらにこの場合、ディスプレイに色むらが現れなく、パネルメーカーの要求を達成できる。また、本発明は、W画素をR、G、B画素層の内部に巧みまで被覆されるため、解像度が低下することなく光透過率を向上させるとともに、混色効果も優れている。さらに、A値は負数であってもよく、即ち、透明色素層の高さをBMの高さより小さくしてもよい。 As shown from the cross-sectional structure of FIG. 10A, when A value = W height-BM height ≤ 0.2 μm, the step between the RGB pixel layer and the flat layer is effectively controlled to about 0.1 μm. In this case, the color unevenness does not appear on the display, and the demand of the panel maker can be achieved. Further, in the present invention, since the W pixel is skillfully coated inside the R, G, and B pixel layers, the light transmittance is improved without lowering the resolution, and the color mixing effect is also excellent. Further, the A value may be a negative number, that is, the height of the transparent dye layer may be smaller than the height of the BM.
本発明者らは検討によって、透明画素を形成するとき、連続的な短冊状の透明画素が形成されたら、画素同士の汚染を引き起こす場合があると見出した。本発明のより好ましい実施形態においては、本発明のRGBW構造を図11の最下部の図に示されたように、さらなる改良を行った。即ち、基板に形成され、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層のそれぞれの内部に被覆されている透明画素層は、区切りされている。図11の右側の上面図に示されるように、上面図では、各透明画素層が連続的ではなく、区切りされている。さらに好ましくは、区切りされている透明画素層同士の距離が5μm以上である。 The present inventors have found that when forming transparent pixels, if continuous strip-shaped transparent pixels are formed, the pixels may be contaminated with each other. In a more preferred embodiment of the invention, the RGBW structure of the invention has been further improved as shown in the bottom figure of FIG. That is, the transparent pixel layer formed on the substrate and coated inside each of the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer is separated. As shown in the top view on the right side of FIG. 11, in the top view, each transparent pixel layer is not continuous but separated. More preferably, the distance between the separated transparent pixel layers is 5 μm or more.
図12には、このような区切構造によるメリットを示している。図12の上図に示されるように、透明画素により、例えば、赤色画素のフォトレジストが成形焼成(ベーク)する前に、隣接する画素に流れ、予想外のオーバーレイを招きやすい。 FIG. 12 shows the merits of such a partition structure. As shown in the upper part of FIG. 12, due to the transparent pixels, for example, the photoresist of the red pixels flows to the adjacent pixels before being molded and fired (baked), which tends to cause an unexpected overlay.
図12の下図に示すように、透明画素構造が区切り可能であるため、赤色画素のフォトレジストが成形焼成(ベーク)する前に隣接する画素に流れることはない。これは、透明画素が区切りされている隙間は多くなると、より多くの液体フォトレジストを受容できるためである。 As shown in the lower figure of FIG. 12, since the transparent pixel structure can be separated, the photoresist of the red pixel does not flow to the adjacent pixel before molding and firing (baking). This is because the larger the gap in which the transparent pixels are separated, the more liquid photoresist can be received.
本発明はまた、本発明におけるカラーフィルタを含む表示パネルに関する。
本発明における表示パネルは、例えば、液晶パネル(LCDパネル)、有機ELパネル(OLEDパネル)、Micro LEDパネルや、例えばMicro−cup、Micro−particleパネル等の反射型パネルであってもよい。
The present invention also relates to a display panel comprising a color filter according to the present invention.
The display panel in the present invention may be, for example, a liquid crystal panel (LCD panel), an organic EL panel (OLED panel), a Micro LED panel, or a reflective panel such as a Micro-cup or a Micro-particle panel.
本発明はまた、前記本発明の表示パネルを含む表示装置に関する。 The present invention also relates to a display device including the display panel of the present invention.
本発明はさらに、カラーフィルタの基板の裏面にITOフィルムコーティングを行う工程と、基板の正面にブラックマトリクスを形成する工程と、基板の正面に形成された各ブラックマトリクスの間の隙間に透明画素層を形成する工程と、基板に、透明画素層を被覆して赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層を形成する工程と、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層、及びブラックマトリクスの上に平坦層を形成する工程と、平坦層に且つ対応のブラックマトリクスの上に柱状層を形成する工程とを含む、カラーフィルタの製造方法を提供する。 Further, the present invention further comprises a step of coating the back surface of a color filter substrate with an ITO film, a step of forming a black matrix on the front surface of the substrate, and a transparent pixel layer in a gap between each black matrix formed on the front surface of the substrate. The process of forming the red pixel layer, the green pixel layer and the blue pixel layer by coating the transparent pixel layer on the substrate, and the process of forming the red pixel layer, the green pixel layer and the blue pixel layer, and the black matrix. Provided is a method for manufacturing a color filter, which comprises a step of forming a flat layer and a step of forming a columnar layer on the flat layer and on a corresponding black matrix.
本発明はさらに、カラーフィルタの基板の裏面にITOフィルムコーティングを行う工程と、基板の正面にブラックマトリクスを形成する工程と、基板の正面に形成された各ブラックマトリクスの間の隙間に透明画素層を形成する工程と、基板に、透明画素層を被覆して赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層を形成する工程と、対応のブラックマトリクスに柱状層を形成する工程とを含む、カラーフィルタの製造方法を提供する。 The present invention further relates to a process of coating the back surface of a color filter substrate with an ITO film, a step of forming a black matrix on the front surface of the substrate, and a transparent pixel layer in a gap between each black matrix formed on the front surface of the substrate. A color filter including a step of coating a transparent pixel layer on a substrate to form a red pixel layer, a green pixel layer, and a blue pixel layer, and a step of forming a columnar layer on a corresponding black matrix. Providing a manufacturing method for.
具体的には、本発明の方法は基板を元に加工することを含む。一般的に使用される基板は、例えばガラス基板であってもよい。まずガラス基板にブラックフォトレジストを塗布し、該ブラックフォトレジストをガラス基板の表面を覆わせ、該ブラックフォトレジストは通常、ネガ型フォトレジスト材料をを使用する。露光現像などのプロセスで不要な部分を除去し、ガラス基板にブラックマトリクスのフォトレジストラインを残させ、該フォトレジストラインはマトリックスの形状に囲み、これらの長方形領域も行列が揃うように並べる。 Specifically, the method of the present invention includes processing based on a substrate. The commonly used substrate may be, for example, a glass substrate. First, a black photoresist is applied to a glass substrate, and the surface of the glass substrate is covered with the black photoresist. The black photoresist usually uses a negative photoresist material. Unnecessary parts are removed by a process such as exposure development, a black matrix photoresist line is left on the glass substrate, the photoresist line is surrounded by the shape of the matrix, and these rectangular regions are also arranged so that the matrix is aligned.
次いで、基板の正面に形成された各ブラックマトリクスの間の隙間に透明フォトレジストを塗布し、該透明フォトレジストは通常、ネガ型フォトレジストを使用する。露光現像などのプロセスで透明フォトレジストの不要な部分を除去して、基板上のブラックマトリクスの間の隙間に規則的に分布した透明色画素層を形成し、この透明色画素層の膜厚及び形状は、異なる製品に要求される画素開口領域のサイズ(解像度とも呼ばれる)によって変更することができる。 Next, a transparent photoresist is applied to the gaps between the black matrices formed on the front surface of the substrate, and the transparent photoresist usually uses a negative photoresist. Unnecessary parts of the transparent photoresist are removed by a process such as exposure development to form a transparent color pixel layer that is regularly distributed in the gaps between the black matrices on the substrate. The shape can be changed according to the size (also called resolution) of the pixel aperture area required for different products.
さらに、本発明のさらに好ましい実施形態においては、形成された透明画素層が連続的ではなく区切りされているため、次工程におけるカラーフォトレジストを、溜らなく、より容易かつ均一に区切領域に流し込ませる。ホットベーク工程の後にもカラー画素が突出した不規則構造を発生しない。 Further, in a more preferable embodiment of the present invention, since the formed transparent pixel layers are separated rather than continuously, the color photoresist in the next step is more easily and uniformly poured into the divided region without accumulating. .. Even after the hot baking process, the irregular structure in which the color pixels are projected does not occur.
次いで、ブラックマトリクスと透明色画素層が形成された基板に赤色フォトレジストを塗布し、赤色フォトレジストは通常、ネガ型フォトレジストを使用する。露光現像などのプロセスで赤色フォトレジストの不要な部分を除去して、ブラックマトリクスのフォトレジストラインにより囲まれた長方形領域に透明色画素を被覆して規則的に分布した赤色画素層を形成する。同様に、ブラックマトリクスのフォトレジストラインにより囲まれた長方形区域にそれぞれの透明色画素を被覆して複数の、互いに間隔を置いて規則的に分布した緑色画素層と青色画素層を形成する。ここで、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層はそれぞれ、透明画素層を被覆して、同じ数で規則正しく互いに間隔を置いて分布している。 Next, a red photoresist is applied to a substrate on which a black matrix and a transparent color pixel layer are formed, and a negative photoresist is usually used as the red photoresist. An unnecessary portion of the red photoresist is removed by a process such as exposure development, and a rectangular region surrounded by the photoresist lines of the black matrix is covered with transparent color pixels to form a regularly distributed red pixel layer. Similarly, the rectangular area surrounded by the photoresist lines of the black matrix is covered with each transparent color pixel to form a plurality of regularly distributed green pixel layers and blue pixel layers at intervals from each other. Here, the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer each cover the transparent pixel layer and are regularly distributed in the same number at intervals from each other.
また、画素サイズと解像度の要求に応じて着色画素の大きさと間隔を設定してもよい。着色画素とブラックマトリクスのフォトレジストラインの設定は、従来技術における本発明に適したプロセスを採用することができる。 Further, the size and spacing of the colored pixels may be set according to the requirements of the pixel size and the resolution. For the setting of the photoresist lines of the colored pixels and the black matrix, a process suitable for the present invention in the prior art can be adopted.
本発明に用いられるリソグラフィプロセスは、光-化学反応機構及び化学的・物理的エッチング方法に基づき、マスク、露光及び現像等の工程により、フォトレジスト層に所望のパターンを得、ガラス基板上に現れるように意図されている。 The lithography process used in the present invention obtains a desired pattern on the photoresist layer by steps such as masking, exposure and development based on a photo-chemical reaction mechanism and a chemical / physical etching method, and appears on a glass substrate. Is intended to be.
フォトレジスト材料は主にポジ型フォトレジストとネガ型フォトレジストを含む。ポジ型フォトレジストは、光に照射された部分が現像工程で化学品に除去され、露光にされていない部分が現像液に取り出されずにガラス基板に残る。一方、ネガ型フォトレジストは逆に、光に照射されたネガ型フォトレジスト部分が現像工程での化学品に除去されなく、光に照射されていない部分が現像工程で化学品に除去される。 The photoresist material mainly includes a positive type photoresist and a negative type photoresist. In the positive photoresist, the portion irradiated with light is removed by a chemical substance in the developing process, and the portion not exposed is not taken out by the developer and remains on the glass substrate. On the other hand, in the negative photoresist, on the contrary, the negative photoresist portion irradiated with light is not removed by the chemical product in the developing step, and the portion not irradiated with light is removed by the chemical product in the developing step.
本発明の製造方法においては、ネガ型フォトレジスト材料を使用することが好ましい。 In the production method of the present invention, it is preferable to use a negative photoresist material.
本発明の製造方法において、カラーフォトレジストは、顔料分散液、アルカリ可溶性樹脂、不飽和樹脂モノマー等の結着樹脂、光重合開始剤、有機溶媒、及び添加剤を含む。 In the production method of the present invention, the color photoresist includes a pigment dispersion, an alkali-soluble resin, a binder resin such as an unsaturated resin monomer, a photopolymerization initiator, an organic solvent, and an additive.
顔料分散液における芳香族基含有顔料粉末は青色顔料と紫色顔料の混合物であり、前記青色顔料はフタロシアニン顔料、アゾ顔料及び複素環顔料のうちの1種以上であり、前記紫色顔料はチオインディゴ顔料及びジアジン顔料のうちの1種以上である。前記結着樹脂はポリエステルアクリレートホモポリマー、変性スチレンアクリルコポリマー、及び耐黄変アルデヒド系樹脂樹脂のうちの1種以上であり、前記アルカリ性又は中性有機溶媒はプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサン、プロピレングリコールジアセテート、2−ヘプタノン及びシクロペンタノンのうちの1種以上であり、前記醇溶媒はn−ブタノールである。 The aromatic group-containing pigment powder in the pigment dispersion is a mixture of a blue pigment and a purple pigment, the blue pigment is one or more of a phthalocyanine pigment, an azo pigment and a heterocyclic pigment, and the purple pigment is a thioindigo pigment. And one or more of diazine pigments. The binder resin is one or more of a polyester acrylate homopolymer, a modified styrene acrylic copolymer, and a yellowing aldehyde-resistant resin resin, and the alkaline or neutral organic solvent is propylene glycol methyl ether acetate or propylene glycol monomethyl ether. , Cyclohexane, propylene glycol diacetate, 2-heptanone and cyclopentanone, and the solvent is n-butanol.
前記光重合開始剤はケトオキシムエステル系光重合開始剤、ベンジル(benzil)系光重合開始剤及びアルキルフェノン系光重合開始剤のうちの1種以上であり、前記有機溶媒はプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサン、プロピレングリコールジアセテート、2−ヘプタノン及びシクロペンタノンのうちの1種以上であり、前記添加剤はレベリング剤、カップリング剤、消泡剤及び紫外線吸収剤のうちの1種以上である。 The photopolymerization initiator is one or more of a ketooxime ester-based photopolymerization initiator, a benzyl (benzil) -based photopolymerization initiator, and an alkylphenone-based photopolymerization initiator, and the organic solvent is propylene glycol methyl ether acetate. , Propylene glycol monomethyl ether, cyclohexane, propylene glycol diacetate, 2-heptanone and cyclopentanone, and the additive is a leveling agent, a coupling agent, an antifoaming agent and an ultraviolet absorber. One or more.
図7は、本発明のカラーフィルタの製造方法の概略フローチャートを示している。比較の便宜上、従来技術におけるRGBW構造を有するカラーフィルタの製造方法も示している。図7から分かるように、本発明のカラーフィルタの製造方法により、透明画素を予め各着色画素の内部に存在させることができる。 FIG. 7 shows a schematic flowchart of the method for manufacturing the color filter of the present invention. For convenience of comparison, a method for manufacturing a color filter having an RGBW structure in the prior art is also shown. As can be seen from FIG. 7, according to the method for manufacturing a color filter of the present invention, transparent pixels can be present inside each colored pixel in advance.
従来の構造の技術(RGB画素以外の設計)と異なり、透明画素がカラー画素に含まれているため、これにより光透過率の向上効果、及び混色効果に影響を与えないメリットが達成できる。特に、透明画素は任意の異形構造体を形成する機能を有するため、異なる製品に所要する光透過率及び彩度に応じて変更することができ、本発明のカラーフィルタをすべての省エネルギーディスプレイに使用することはより容易になる。 Unlike conventional structural technology (designs other than RGB pixels), transparent pixels are included in the color pixels, so that the effect of improving the light transmittance and the merit of not affecting the color mixing effect can be achieved. In particular, since the transparent pixel has a function of forming an arbitrary irregular structure, it can be changed according to the light transmittance and saturation required for different products, and the color filter of the present invention is used for all energy-saving displays. It will be easier to do.
表1には、実施例と比較例で採用したカラーフィルタの各作成条件を示している。なお、高い膜厚のPS材料、BM、R、G、B、W各画素形成用のフォトレジスト材料は、いずれも日本JSR社の材料を使用して試験した。
また、他の市販のネガ型フォトレジスト材料はいずれも、本発明のカラーフィルタの製造に使用することができ、ここでは説明を省略する。
Table 1 shows the conditions for creating the color filters adopted in the examples and the comparative examples. The PS material having a high film thickness and the photoresist material for forming each of the BM, R, G, B, and W pixels were tested using a material manufactured by JSR Corporation of Japan.
In addition, any of the other commercially available negative photoresist materials can be used in the production of the color filter of the present invention, and the description thereof will be omitted here.
本願明細書に説明した上記製造方法に従い、表1に示すように具体的なパラメータを設定し、カラーフィルタを製造してみた。本発明者らは、透明画素層を大きくしすぎると、図8に示すように、RGB画素が摩耗したら変異や膨らみが生じやすく、平坦層上の柱状層(PS)が歪んでしまい、ディスプレイが図9に示されたような液晶ギャップムラが生じる問題点があり、パネル点灯後に階調ムラや輝度ムラという現象が生じることを見出した。 A color filter was manufactured by setting specific parameters as shown in Table 1 according to the above manufacturing method described in the specification of the present application. As shown in FIG. 8, if the transparent pixel layer is made too large, the present inventors are likely to cause variation or swelling when the RGB pixels are worn, and the columnar layer (PS) on the flat layer is distorted, resulting in a display. It has been found that there is a problem that liquid crystal gap unevenness occurs as shown in FIG. 9, and that phenomena such as gradation unevenness and brightness unevenness occur after the panel is lit.
上記表1に示した条件に従って、本実施例1では、A値の大きさを変更することで一連のカラーフィルタを得た。得られたカラーフィルタの概略断面図を図10(A)に示す。そして、A値と段差からプロットした結果、図10(B)に示すように、A値が0.2μm以下である場合、R、G、B層と平坦層との段差を良好に制御でき、さらに、平坦層の上の柱状層(PS)、特に主柱状層の段差は±0.1μmの範囲になるように達成し、ディスプレイが図9に示されたような液晶ギャップムラの問題は生じなく、パネル点灯後にも階調ムラや輝度ムラという現象が生じない。 According to the conditions shown in Table 1 above, in Example 1, a series of color filters were obtained by changing the magnitude of the A value. A schematic cross-sectional view of the obtained color filter is shown in FIG. 10 (A). Then, as a result of plotting from the A value and the step, as shown in FIG. 10 (B), when the A value is 0.2 μm or less, the step between the R, G, B layers and the flat layer can be satisfactorily controlled. Further, the step of the columnar layer (PS) above the flat layer, particularly the main columnar layer, is achieved to be in the range of ± 0.1 μm, and the problem of liquid crystal gap unevenness as shown in FIG. 9 occurs in the display. Therefore, the phenomenon of gradation unevenness and brightness unevenness does not occur even after the panel is lit.
実施例2では、透明画素を形成するとき、連続的な短冊状の透明画素が形成されたら、画素同士の汚染を引き起こす場合があることが分かった。従って、さらに本発明のRGBW構造を改良した。改良された構造は、図11の最下部の図に示されたように、基板に形成され、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層のそれぞれの内部に被覆されている透明画素層が、区切りされている。図11の右側の上面図に示されるように、上面図では、各透明画素層が連続的ではなく、区切りされている。さらに好ましくは、区切りされている透明画素層同士の距離が5μm以上である。透明画素層が区切りされるように制御すること以外、製造方法における具体的なパラメータは表1と同様である。 In Example 2, it was found that when the transparent pixels are formed, if continuous strip-shaped transparent pixels are formed, the pixels may be contaminated with each other. Therefore, the RGBW structure of the present invention has been further improved. The improved structure has a transparent pixel layer formed on the substrate and coated inside each of the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer, as shown in the lowermost figure of FIG. It is separated. As shown in the top view on the right side of FIG. 11, in the top view, each transparent pixel layer is not continuous but separated. More preferably, the distance between the separated transparent pixel layers is 5 μm or more. The specific parameters in the manufacturing method are the same as those in Table 1, except that the transparent pixel layer is controlled so as to be separated.
実施例2では、W画素の透明性をさらに向上させるために、樹脂系材料として黄変しにくく且つ透明性が高い上記結着樹脂材料を使用した。 In Example 2, in order to further improve the transparency of the W pixel, the binder resin material which is hard to yellow and has high transparency was used as the resin-based material.
図12には、このような区切構造によるメリットを示している。図12の上図に示されるように、透明画素により、例えば、赤色画素のフォトレジストが成形焼成する前に隣接する画素に流れ、予想外のオーバーレイを招きやすい。 FIG. 12 shows the merits of such a partition structure. As shown in the upper part of FIG. 12, the transparent pixel causes, for example, the photoresist of the red pixel to flow to the adjacent pixel before molding and firing, which tends to cause an unexpected overlay.
図12の下図に示すように、透明画素構造が区切り可能であるため、赤色画素のフォトレジストが成形焼成する前に隣接する画素に流れることはない。これは、透明画素が区切りされている隙間は多くなると、より多くの液体フォトレジストを受容できるためである。 As shown in the lower figure of FIG. 12, since the transparent pixel structure can be separated, the photoresist of the red pixel does not flow to the adjacent pixel before molding and firing. This is because the larger the gap in which the transparent pixels are separated, the more liquid photoresist can be received.
本出願は様々な修正や代替可能の形態を含んでいる。本発明の特定の実施形態は既に図面により実施例も組み合わせて示されており、さらに本明細書に詳細に記載されている。ただし、本出願は開示された特定の形態に限定されることを意図しない。反対に、本出願は本発明の範囲を逸脱することなく様々な修正や、均等物、及び代替可能の形態のいずれも含むと解釈されるべきである。本出願の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその法律上の均等物によって規定される。 This application contains various amendments and substitutable forms. Specific embodiments of the present invention have already been shown in the drawings in combination with examples and are described in detail herein. However, this application is not intended to be limited to the particular form disclosed. Conversely, this application should be construed to include any of the various modifications, equivalents, and substitutable forms without departing from the scope of the invention. The scope of this application is defined by the appended claims and their legal equivalents.
Claims (6)
基板に形成されたブラックマトリクスと、
基板に形成された、赤色画素層、緑色画素層、青色画素層及び透明画素層を含むカラーレイヤと、
カラーレイヤ及びブラックマトリクスの上に形成された平坦層と、
平坦層に形成され、且つブラックマトリクスの上に位置した柱状層と、を含むカラーフィルタであって、
透明画素層がそれぞれ、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層の内部にあるように、各赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層に被覆されており、
柱状層が副柱状層と主柱状層とからなり、各主柱状層の膜厚高さ同士の段差が±0.1μmの範囲に制御され、
カラーフィルタを形成する各構造に使用されるフォトレジスト材料がネガ型フォトレジスト材料であり、
被覆された各透明画素層は、区切りがされ、区切りがされた透明画素層同士の間には隙間を有し、
前記区切りがされた透明画素層同士の距離が5μm以上であり、
基板に形成された透明画素層の高さ(W高さ)≦基板に形成されたブラックマトリクスの高さ(BM高さ)+0.2μm、即ち、A値=W高さ−BM高さ≦0.2μmを満たす、カラーフィルタ。 With the board
The black matrix formed on the substrate and
A color layer including a red pixel layer, a green pixel layer, a blue pixel layer, and a transparent pixel layer formed on a substrate.
A flat layer formed on the color layer and the black matrix,
A color filter containing a columnar layer formed on a flat layer and located on a black matrix.
Each red pixel layer, green pixel layer, and blue pixel layer is covered so that the transparent pixel layer is inside the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer , respectively.
The columnar layer is composed of a sub-columnar layer and a main columnar layer, and the step between the film thickness heights of each main columnar layer is controlled within a range of ± 0.1 μm.
The photoresist material used for each structure forming the color filter is a negative photoresist material.
Each of the coated transparent pixel layers is delimited, and there is a gap between the delimited transparent pixel layers.
The distance between the separated transparent pixel layers is 5 μm or more.
Height of transparent pixel layer formed on the substrate (W height) ≤ height of black matrix formed on the substrate (BM height) + 0.2 μm, that is, A value = W height-BM height ≤ 0 .A color filter that fills 2 μm.
基板の正面にブラックマトリクスを形成する工程と、
基板の正面に形成された各ブラックマトリクスの間の隙間に透明画素層を形成する工程と、
基板に、透明画素層を被覆して赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層を形成する工程と、
赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層、ならびにブラックマトリクスのいずれかの上に平坦層を形成する工程と、
平坦層に且つ対応のブラックマトリクスの上に柱状層を形成する、若しくは、平坦層がない場合、対応のブラックマトリクスに柱状層を形成する工程とを含む、カラーフィルタの製造方法であって、
柱状層が副柱状層と主柱状層とからなり、各主柱状層の膜厚高さ同士の段差が±0.1μmの範囲に制御され、
カラーフィルタを形成する各構造に使用されるフォトレジスト材料がネガ型フォトレジスト材料であり、
基板に形成され、赤色画素層、緑色画素層及び青色画素層のそれぞれの内部に被覆されている透明画素層が区切りされ、
前記区切りがされている各透明画素層同士はその距離が5μm以上であるように隙間が形成され、
基板に形成された透明画素層の高さ(W高さ)≦基板に形成されたブラックマトリクスの高さ(BM高さ)+0.2μm、即ち、A値=W高さ−BM高さ≦0.2μmを満たす、カラーフィルタの製造方法。 The process of applying ITO film coating to the back surface of the color filter substrate,
The process of forming a black matrix on the front of the substrate and
The process of forming a transparent pixel layer in the gap between each black matrix formed on the front surface of the substrate, and
A process of coating a transparent pixel layer on a substrate to form a red pixel layer, a green pixel layer, and a blue pixel layer.
A step of forming a flat layer on any of a red pixel layer, a green pixel layer, a blue pixel layer, and a black matrix, and
A method for manufacturing a color filter, which comprises a step of forming a columnar layer on a flat layer and on a corresponding black matrix, or forming a columnar layer on a corresponding black matrix when there is no flat layer.
The columnar layer is composed of a sub-columnar layer and a main columnar layer, and the step between the film thickness heights of each main columnar layer is controlled within a range of ± 0.1 μm.
The photoresist material used for each structure forming the color filter is a negative photoresist material.
The transparent pixel layer formed on the substrate and coated inside each of the red pixel layer, the green pixel layer, and the blue pixel layer is separated.
A gap is formed between the transparent pixel layers that are separated so that the distance between them is 5 μm or more.
Height of transparent pixel layer formed on the substrate (W height) ≤ height of black matrix formed on the substrate (BM height) + 0.2 μm, that is, A value = W height-BM height ≤ 0 . A method for manufacturing a color filter that satisfies 2 μm.
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